Der Fokus im Forschungsbereich Laserbearbeitung liegt in der experimentellen Erforschung von ultrakurzgepulsten (UKP) Laserprozessen mit der Hauptanwendung “Funktionalisierung von Oberflächen" und "Bearbeitung ultraharter Materialien”. Ein gut ausgerüstetes Labor mit ns-, ps- und fs-Lasern in Leistungsklassen von 5W bis 200W und Wellenlängen von 355nm bis 1064nm erlaubt die Bearbeitung Bearbeitung exotischer Materialien mit Mikrometer-Präzision.
Oberflächenfärbung und -effekte durch Laser-Mikrotexturierung
Durch kontrollierte Wärmeeinwirkung auf metallische Oberflächen bilden sich Oxidschichten, deren chemische Zusammensetzung und Dicke eine Färbung bewirken. Diese Färbung kann mit Oberflächeneffekten wie Farbverschiebungen oder Schillern kombiniert werden, die durch Mikro- und Nanostrukturen sowie wiederabgelagerte Nanopartikel erzeugt werden.
Anwendungen:
- Branding und Kennzeichnung (Logos, Etiketten, Luxusprodukte)
- Fälschungssicherheit
- Schmuckdekor
- Funktionale Markierungen (Schwärzung)
Forschungsinteressen:
- Kombination von Farbeffekten
- Neue Anwendungen, z. B. in technischen Produkten und Konsumgütern
- Fälschungsschutzeffekte (durch polarisiertes Licht)
Direkte Laserinterferenzmusterung und Entwicklung optischer Strahlengänge
Anwendungen:
- Funktionale Oberflächen nach dem Vorbild der Natur
- Mikrotexturierung, Gravieren, Schneiden, Bohren
- Integration von DLIP-Köpfen in scannerbasierte Lasermaschinen
- Innentexturierung von Lagern, Kanälen und Hydraulikzylindern
Forschungsinteressen:
- Miniaturisierung von Optiken für eine einfache Maschinenintegration
- Neue Optiken zur Texturierung schwer zugänglicher Oberflächen
- Neue Funktionen zur Strahlformung (DLIP)
- Mikrotexturoptiken für hohe Auflösung
Massgeschneiderte Benetzbarkeit durch Laser-Oberflächentexturierung
Die Benetzbarkeit einer Oberfläche wird massgeblich durch ihre Oberflächenenergie beeinflusst. Sie kann durch Mikro- und Nanotexturierung bedarfsgerecht angepasst werden. Diese Texturen lassen sich durch direkte Laserablation und direkte Laserinterferenzstrukturierung auf beliebigen Materialien erzeugen.
Anwendungen:
- Selbstreinigende Oberflächen (Solarzellen, Glas)
- Verbesserte Haftung (Löten, Kleben, Beschichten)
- Schmierung der Lager
- Vereisungsschutz (Flugzeugflügel), Korrosionsschutz, verbesserte Abdichtung
Forschungsinteressen:
- Direkte Laserinterferenzmusterung (Strahlformung)
- Hierarchische Texturen (kombinierte Mikro- und Nanotexturen)
- Temperaturabhängiges und Langzeitverhalten
3D-Mikrobearbeitung transparenter Materialien durch ultraschnell gepulste Laser
Transparente Materialien können dank nichtlinearer Effekte mit Ultrakurzpuls-Lasern bearbeitet werden. So lassen sich beispielsweise Saphir und Einkristalldiamant bearbeiten. Der Laser wird zur Texturierung auf die Oberfläche und zur 3D-Gravur ins Innere des Materials fokussiert. In Kombination mit Ätzvorgängen entstehen dreidimensionale Hohlräume.
Anwendungen:
- Mikrofluidik (MedTech)
- Ästhetik / Fälschungssicherheit (Schmuck / Luxus)
- Wellenleiter, Antireflexion (Solarzellen)
- Optik, Mikrooptik
Forschungsinteressen:
- Nano-/Mikro-Lasertexturierung für diffraktive Optikelemente und Anti-Reflektion
- Farbeffekte
Ultraharte Schneidwerkzeuge durch 5-Achsen-Laserablation
Ultrakurzpulslaser werden in Kombination mit fortschrittlichen CAM-Lösungen eingesetzt, um komplexe Schneidwerkzeuge aus gebundenen und bindemittelfreien Materialien wie Diamant, cBN oder WC präzise zu formen. Das Verfahren liefert eine hohe Auflösung und weist keinen Werkzeugverschleiss auf, was zu höchster Genauigkeit und Oberflächengüte führt. Diese Technologie ermöglicht die Herstellung innovativer Werkzeuggeometrien, die geschliffene Werkzeuge in Bezug auf Lebensdauer und Produktivität deutlich übertreffen. Bei Klein- und Mikrowerkzeugen bietet die Laserfertigung im Vergleich zu herkömmlichen Schleifverfahren eine höhere Produktivität und geringere Ausschussraten.
Anwendungen:
- Dreh-, Bohr- und Fräswerkzeuge aus ultraharten Werkstoffen für die WC-, Keramik-, Verbundwerkstoff- und Titanbearbeitung
- Mikrowerkzeuge für die Elektrodenbearbeitung, Uhrenherstellung, Mikroelektronik
Forschungsinteressen:
- Prozessentwicklung für neuartige Werkzeugmaterialien
- Neuartige Werkzeuggeometrien
- Mikrowerkzeugherstellung durch Mikroscanner
- Inspektions- und Korrekturzyklus vor Ort und im geschlossenen Regelkreis (Machine Vision)